Bài giảng ngắn mạch điện chương 5 cđ phương đông

CAO ĐẲNG PHƯƠNG ĐÔNG QUẢN NAM BÀI GIẢNG NGẮN MẠCH ĐIỆN CHƯƠNG 5: QUÁ TRÌNH QUÁ ĐỘ TRONG MÁY ĐIỆN I KHÁI NIỆM CHUNG: Quá trình độ máy điện quay diễn phức tạp Nguyên lý từ thông móc vòng ban đầu không đổi: Từ thông móc vòng với rôto thời điểm đầu trình độ giữ không đổi, sức điện động tương ứng sinh stato giữ không đổi vào thời điểm Qui ước: Chọn hệ trục tọa độ máy điện sau:  Các trục tọa độ d, q giá theo dọc trục ngang trục rôto  Thành phần dọc trục dòng stato dương sức từ động tạo nên chiều với sức từ động cuộn kích từ  Thành phần ngang trục dòng stato dương sức từ động tạo nên chậm 90o so với sức từ động cuộn kích từ II CÁC LOẠI TỪ THÔNG TRONG MÁY ĐIỆN: Từ thông toàn phần cuộn kích từ:  f  I f x f xf - điện kháng cuộn kích từ Từ thông toàn phần cuộn kích từ bao gồm thành phần sau: - Từ thông hữu ích:  d  I f x ad xad - điện kháng phản ứng phần ứng dọc trục - Từ thông tản:   f  I f x f xf - điện kháng tản cuộn kích từ Như vậy:  f   d   f  I f ( x ad  x f ) x f  x ad  x f Có thể xác định hệ số tản cuộn kích từ sau: f   f f x f  xf Từ thông cuộn dây stato: - Từ thông phản ứng phần ứng: dọc trục:  ad  I d x ad ngang trục: - Từ thông tản: dọc trục: ngang trục: toàn phần:  aq  I q x aq  d  I d x   q  I q x     I.x  xaq - điện kháng phản ứng phần ứng ngang trục x - điện kháng tản cuộn dây stato Id, Iq - thành phần dòng dọc trục ngang trục cuộn dây stato I - dòng điện toàn phần cuộn dây stato ( I  I d2  I q2 ) Từ thông tổng hợp móc vòng với cuộn kích từ:  f    f   ad  I f x f  I d x ad Từ thông tổng hợp móc vòng với cuộn dây stato: - dọc trục:  sd   d   ad   d  I f x ad  I d x ad  I d x  = I f x ad  I d x d - ngang  sq    aq   q  I q ( x aq  x  )  I q x q trục: xd = xad + x điện kháng đồng dọc trục cuộn dây stato xq = xaq + x điện kháng đồng ngang trục cuộn dây stato Từ thông kẻ hở không khí dọc trục:  d   d   ad  I f x ad  I d x ad  ( I f  I d ) x ad Từ thông cuộn cản: - Cuộn cản dọc: từ thông chính: từ thông tản: - Cuộn cản ngang: từ thông chính: từ  1d  I 1d x ad  1d  I 1d x 1d  1q  I 1q x aq  1q  I 1q x 1q thông tản: I1d , I1q - dòng điện cuộn cản dọc trục cuộn cản ngang trục xd , xq - điện kháng tản cuộn cản dọc trục cuộn cản ngang trục III SỨC ĐIỆN ĐỘNG VÀ ĐIỆN KHÁNG QUÁ ĐỘ: Sức điện động điện kháng độ tham số đặc trưng cho máy điện đồng cuộn cản vào thời điểm đầu trình ngắn mạch Đồ thị véctơ từ thông dọc trục máy điện không cuộn cản Khi NM, thành phần Id tăng đột ngột lượng Ido+ tương ứng làm cho ad tăng đột ngột lượng ado+ Độ tăng ado+ làm cho f tăng lên lượng fo+ cho tổng từ thông móc vòng với cuộn kích từ không đổi Như độ tăng từ thông móc vòng ado+ fo+ phải bù nhau, nghĩa là:   fo    ado   I do x ad   I fo ( x f  x ad )  Khi f tăng từ fo  fo+ , thì: f tăng từ fo  fo+ d giảm từ do  do+ d tăng từ do  do+ Tuy nhiên từ thông tổng hợp móc vòng với cuộn kích từ giữ không đổi (fo = fo+ ) Các từ thông thay đổi sức điện động chúng sinh thay đổi vào thời điểm đầu NM, sử dụng để thay máy điện tính toán NM Để giải quyết, sử dụng từ thông không đột biến lúc ngắn mạch, từ thông tổng hợp móc vòng với cuộn kích từ f , phần móc vòng với cuộn dây stato gọi từ thông độ dọc trục ’d: , ,  d  (1   f )  f  d x f  (1   f )(  f   ad )  (1  )(  f   ad ) x f  x ad x ad = x f  x ad ,  d  I f x ad  I d I ( x  x )  I x  ad d ad   f f  x ad x f  x ad Sức điện động tương ứng với từ thông móc vòng d’ là: 2 x ad x ad E' q  Eq  j I d  (Uq  j I d x d )  j I d x f  x ad x f  x ad x ad = Uq  j I d (x d  ) x f  x ad = U q  j I d x 'd Eq’ gọi sức điện động độ ngang trục, xd’ gọi điện kháng độ dọc trục Id x f x ad x ' ad xd  xd   x  x f  x ad x f  x ad Eq’ xd ’ Uq IV SỨC ĐIỆN ĐỘNG VÀ ĐIỆN KHÁNG SIÊU QUÁ ĐỘ: Sức điện động điện kháng siêu độ tham số đặc trưng cho máy điện đồng có cuộn cản vào thời điểm đầu trình ngắn mạch Khi NM, ad tăng đột ngột lượng ad, từ thông rôto có lượng thay đổi tương ứng rd bao gồm lượng tăng từ thông cuộn kích từ f từ thông cuộn cản dọc trục 1d cho tổng từ thông móc vòng với cuộn dây không đổi, vậy: - Đối với cuộn kích từ:   f    1d    ad   I f ( x f  x ad )   I 1d x ad   I d x ad = - Đối với cuộn cản dọc:   1d    1d    d    ad   I 1d ( x 1d  x ad )   I f x ad   I d x ad = I1d - lượng tăng dòng cuộn cản dọc trục Như vậy:  I f x f   I 1d x 1d Phản ứng chung cuộn dây rôto thay phản ứng cuộn dây tương đương có dòng bằng:  I rd   I f   I 1d điện kháng tản Xrd với điều kiện thỏa mãn nguyên lý từ thông móc vòng không đổi, tức là:   rd    rd    ad   I rd ( x rd  x ad )   I d x ad = (  I f   I 1d )( x rd  x ad )   I d x ad = Như vậy: x rd x f x 1d  x f  x 1d Bài toán xét trở thành toán giải mục III (máy điện cuộn cản), thay cho vai trò cuộn kích từ có xf cuộn dây tương đương có xrd Do vậy: x ''d x ad  xd   x  1 x rd  x ad   x f x 1d x ad xd’’ gọi điện kháng siêu độ dọc trục Sức điện động tương ứng gọi sức điện động siêu độ ngang trục Eq’’, có giá trị không đột biến vào thời điểm đầu ngắn mạch: ,, Eqo  ,, Eqo  U qo  j I x 'd' Uqo, Ido - thành phần điện áp dòng điện máy điện trước ngắn mạch Trong tính toán thực tế, thường sử dụng sức điện động siêu độ gần đúng: E''o  ( U o cos o )  ( U o sin  o  I o x ''d ) hay: E''o  ( U o  I o x ''d sin  o )  ( I o x ''d cos o ) đó: Uo, Io, o - điện áp, dòng điện góc pha máy điện trước ngắn mạch V ĐẶC ĐIỂM CỦA PHỤ TẢI : Trong tính toán thực tê,ú đặc trưng cho phụ tải tổng hợp thời điểm đầu trình độ sức điện động điện kháng siêu độ Khi lấy công suất định mức phụ tải điện áp trung bình cấp mà phụ tải nối vào làm lượng bản, trị số đơn vị tương đối chúng là: x”PT = 0,35 E”PT = 0,8 [...]...   x f x 1d x ad xd’’ được gọi là điện kháng siêu quá độ dọc trục Sức điện động tương ứng được gọi là sức điện động siêu quá độ ngang trục Eq’’, có giá trị không đột biến vào thời điểm đầu ngắn mạch: ,, Eqo  ,, Eqo  U qo  j I do x 'd' Uqo, Ido - các thành phần điện áp và dòng điện của máy điện trước ngắn mạch Trong tính toán thực tế, thường sử dụng sức điện động siêu quá độ gần đúng: E''o... sin  o ) 2  ( I o x ''d cos o ) 2 trong đó: Uo, Io, o - điện áp, dòng điện và góc pha của máy điện trước ngắn mạch V ĐẶC ĐIỂM CỦA PHỤ TẢI : Trong các tính toán thực tê,ú đặc trưng cho những phụ tải tổng hợp tại thời điểm đầu của quá trình quá độ là các sức điện động và điện kháng siêu quá độ Khi lấy công suất định mức của phụ tải và điện áp trung bình của cấp mà phụ tải nối vào làm các lượng cơ... Sức điện động tương ứng với từ thông móc vòng d’ là: 2 2 x ad x ad E' q  Eq  j I d  (Uq  j I d x d )  j I d x f  x ad x f  x ad 2 x ad = Uq  j I d (x d  ) x f  x ad = U q  j I d x 'd Eq’ được gọi là sức điện động quá độ ngang trục, xd’ được gọi là điện kháng quá độ dọc trục Id 2 x f x ad x ' ad xd  xd   x  x f  x ad x f  x ad Eq’ xd ’ Uq IV SỨC ĐIỆN ĐỘNG VÀ ĐIỆN... độ dọc trục Id 2 x f x ad x ' ad xd  xd   x  x f  x ad x f  x ad Eq’ xd ’ Uq IV SỨC ĐIỆN ĐỘNG VÀ ĐIỆN KHÁNG SIÊU QUÁ ĐỘ: Sức điện động và điện kháng siêu quá độ là những tham số đặc trưng cho máy điện đồng bộ có cuộn cản vào thời điểm đầu của quá trình ngắn mạch Khi NM, ad tăng đột ngột một lượng ad, từ thông ở rôto sẽ có một lượng thay đổi tương ứng rd bao gồm lượng tăng từ thông của...Các từ thông thay đổi và sức điện động do chúng sinh ra cũng sẽ thay đổi vào thời điểm đầu NM, do vậy không thể sử dụng để thay thế máy điện trong tính toán NM Để giải quyết, sử dụng từ thông không đột biến lúc ngắn mạch, đó là từ thông tổng hợp móc vòng với cuộn kích từ f , trong đó phần móc vòng với cuộn dây stato được... bằng:  I rd   I f   I 1d và điện kháng tản Xrd với điều kiện vẫn thỏa mãn nguyên lý từ thông móc vòng không đổi, tức là:   rd    rd    ad  0  I rd ( x rd  x ad )   I d x ad = 0 (  I f   I 1d )( x rd  x ad )   I d x ad = 0 Như vậy: x rd x f x 1d  x f  x 1d Bài toán đang xét trở thành bài toán đã được giải quyết ở mục III (máy điện không có cuộn cản), trong đó... điện động và điện kháng siêu quá độ Khi lấy công suất định mức của phụ tải và điện áp trung bình của cấp mà phụ tải nối vào làm các lượng cơ bản, thì trị số trong đơn vị tương đối của chúng là: x”PT = 0, 35 và E”PT = 0,8 ... Io, o - điện áp, dòng điện góc pha máy điện trước ngắn mạch V ĐẶC ĐIỂM CỦA PHỤ TẢI : Trong tính toán thực tê,ú đặc trưng cho phụ tải tổng hợp thời điểm đầu trình độ sức điện động điện kháng... sức điện động độ ngang trục, xd’ gọi điện kháng độ dọc trục Id x f x ad x ' ad xd  xd   x  x f  x ad x f  x ad Eq’ xd ’ Uq IV SỨC ĐIỆN ĐỘNG VÀ ĐIỆN KHÁNG SIÊU QUÁ ĐỘ: Sức điện động điện. ..  ,, Eqo  U qo  j I x 'd' Uqo, Ido - thành phần điện áp dòng điện máy điện trước ngắn mạch Trong tính toán thực tế, thường sử dụng sức điện động siêu độ gần đúng: E''o  ( U o cos o ) 